Tesis y Trabajos de Investigación PUCP
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Ítem Texto completo enlazado Diseño de un controlador digital para un estimulador de prótesis epiretinal(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2019-02-21) Naveda Paz, José Martín; Monge, Manuel; Raffo, MarioEl presente trabajo consiste en el diseño de un controlador digital para un estimulador de prótesis epiretinal que está conformada por una cámara, un procesador de video, la caja de componentes electrónicos con el controlador incluido y el arreglo de electrodos. Esta prótesis se implanta quirúrgicamente en el paciente que sufre de enfermedades degenerativas de la retina como Retinitis Pigmentosa y Degeneración Macular relacionada con la edad. Las entradas del controlador serán enviadas por un controlador global y las salidas del controlador a un estimulador que usando un arreglo de micro-electrodos estimularía directamente a las neuronas retinales saludables pasando sobre las células fotorreceptoras dañadas por la enfermedad. La forma de onda, periodo, duración, retraso de cada fase y amplitud son importantes para el correcto estimulo de las células neuronales de la retina, por estas razones se diseñó un controlador flexible basado en el diseño ITBCS13 [1] que es capaz de cambiar parámetros y formas de onda de estimulación [2, 3] de forma independiente por canal. Asimismo la corriente de estimulación debe ser bifásica debido a que reduce las cargas residuales que da˜nan el tejido de la retina, por ende la estimulación tendrá una fase catódica y anódica [4]. El controlador digital genera en cuatro canales las formas de onda Senodial, Gaussiana, Rectangular y Triangular a través de las 8 señales de entrada que recibe del controlador global: req, fase, forma onda, tiempo entre fases, tiempo descarga, amplitud, factor duración y reset. Las salidas del controlador al estimulador de cuatro canales serán las fases anódicas, catódicas y la amplitud de la onda: anódico reg , catódico reg y amplitud reg. El diseño del controlador es basado en bloques digitales, codificados por medio del lenguaje de descripción de hardware VHDL. Para realizar la verificación y validación del funcionamiento de dicha descripción se usó la simulación por medio de Testbench en VHDL, empleándose el software ModelSimAltera de la compañía Mentor Graphics [5]. Para la implementación se empleó un FPGA de la familia Cyclone II (tecnología TSMC’s 90-nm) [6]. La frecuencia de operación del controlador es de 164.69 MHz.Ítem Texto completo enlazado Implementación de un prototipo de termociclador alimentado con una fuente de 24VDC(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2017-02-27) Macassi Quispe, Jesús Humberto; Carrera Soria, Willy Eduardo; Mujica Bueno, Sayda EstelaEl presente trabajo de tesis tiene como objetivo implementar un prototipo de Termociclador alimentado con una fuente comercial de 24 voltios DC, con lo cual se podrá analizar y observar el comportamiento de las etapas del proceso de Reacción en Cadena de la Polimerasa (PCR). Para el desarrollo de este trabajo se tiene como base los estudios realizados por Zegarra y Ponce en "Diseño e Implementación de un módulo para procesos de reacción en cadena de la polimerasa (PCR) en la Replicación de ADN"; de igual manera, la investigación "Caracterización de la Celda Peltier para un Prototipo de Termociclador" realizada por Ayllón, G., todo este proceso implica desarrollar etapas previas para posteriormente lograr el buen manejo y optimación en el desarrollo del prototipo de termociclador PUCP. Este trabajo se ha dividido en cuatro capítulos que se detallan a continuación. En el capítulo 1, se mencionan las tecnologías que se utilizan para el proceso de PCR, y la importancia de éstas en el desarrollo de los Termocicladores; además de los avances que se tiene en la actualidad en el desarrollo del Termociclador PUCP. En el capítulo 2, se va encontrar una descripción del ADN, sus generalidades, el proceso de replicación de ADN y que elementos se ven envuelto en todo el proceso; así como también, la tecnología que gobierna actualmente a estos equipos electrónicos. En el capítulo 3, se encuentra el desarrollo de todas las etapas que conllevan al proceso de la PCR y que permiten la implementación del prototipo de Termociclador. En el capítulo 4, se realizan pruebas para las etapas del proceso de PCR, así como una evaluación final de todo el proceso para diferentes números de ciclos. En la parte final del documento se presentan las conclusiones finales obtenidas en la implementación del prototipo de Termociclador, así como las recomendaciones que este trabajo ha suscitado.Ítem Texto completo enlazado Desarrollo de un dispositivo para terapia t́érmica superficial con control digital, basado en el principio Peltier(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2014-02-07) Medina Pérez, Alfredo; Toledo Ponce, EduardoEl presente asunto de estudio contempla el desarrollo de un dispositivo para terapia térmica superficial con el cual se puedan realizar terapias con calor y con frío, teniendo como elemento constructivo principal a la celda Peltier, la cual es un dispositivo termo - electrónico que, dependiendo de la polaridad e intensidad con que se alimenta, produce una diferencia de temperatura entre sus caras, efecto que será utilizado para los fines del presente proyecto. Para conocer más acerca de la Terapia Térmica se investigó sus efectos fisiológicos, terapéuticos, sus indicaciones y contraindicaciones, los tipos de agentes que las componen y las tecnologías más utilizadas actualmente tanto en el ámbito local como mundial. Se investigó también las aplicaciones actuales más comunes e innovadoras donde podemos encontrar el efecto Peltier, las mismas que sirvieron de base para plantear los bloques que componen el sistema. Para el desarrollo del dispositivo lo primero que se seleccionó fue la celda Peltier adecuada, de acuerdo a los requerimientos necesarios, luego, en base a las características de la misma, se seleccionó el sensor de temperatura y la forma de control digital a emplear, la cual fue implementada en un microcontrolador adecuado a los requerimientos del sistema. La etapa de potencia fue seleccionada de acuerdo a la forma de control elegida. Para que el usuario pueda introducir los parámetros de control se diseñó una interfaz amigable y sencilla. El calor generado en la cara caliente de la celda Peltier es menguado por medio de un bloque de disipación compuesto por un disipador y un ventilador, correctamente seleccionados para evitar que la celda Peltier se degrade rápidamente. Luego del diseño y la habilitación de cada uno de los subsistemas que componen el dispositivo se procedió a realizar las pruebas en conjunto, realizando pruebas operativas en vacio y sobre la piel, logrando controlar la temperatura de la forma planteada inicialmente.Ítem Texto completo enlazado Optimización del software del desarrollo de un termociclador para la replicación de ADN(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2011-11-08) González Ortiz, Marco AntonioEl presente asunto de estudio contempla la optimización de un prototipo de termociclador, equipo empleado para realizar la replicación in vitro de muestras biológicas específicas de ADN, utilizando para ello el proceso de Reacción en Cadena de la Polimerasa o PCR (por sus siglas en ingles) cuyo principio de funcionamiento se basa en alcanzar niveles de temperaturas determinados durante intervalos de tiempo. El desarrollo de esta tesis contempla la optimización del sistema de control heredado de trabajos previos así como el diseño de la interfaz con el usuario. Para la optimización del sistema de control de temperatura, se realiza previamente un modelamiento matemático del actuador y la unidad principal del sistema, siendo estos una celda peltier y una bandeja de plata respectivamente. Para la celda peltier, el modelamiento a realizar requiere emplear equivalencias eléctricas a fenómenos térmicos que suceden en este dispositivo. De igual forma se realiza el modelamiento matemático para la bandeja de plata. El control del proceso se realiza empleando algoritmos en lenguaje assembler para el microcontrolador de la familia Atmel y lenguaje de alto nivel utilizado en el programa Visual Basic 6.0. La ventaja de emplear lenguaje de alto nivel es la facilidad de trabajar con valores en punto flotante, que mejoran la precisión de la variable de control requerida. Asimismo, el algoritmo implementado en lenguaje assembler permite la adquisición digital de datos por parte de la etapa de sensado de temperatura, la comunicación con la PC para el envió de estos datos, el posterior procesamiento que se realizará en la PC y finalmente la recepción de datos de control para la generación de una onda PWM. El resultado final de estos dos elementos da una señal de control necesaria para la etapa de potencia. Finalmente, se implementa una interfaz de usuario amigable en la PC que permite al operario tener una supervisión del proceso en tiempo real y poder adquirir los datos obtenidos para posteriores análisis. Como resultado de estos procedimientos, se logra diseñar e implementar el algoritmo de control de temperatura cuyas características se asemejan a equipos comerciales actuales, sea el caso de las rampas de temperatura y el error en estado estable. Asimismo, se verifica la correcta adquisición de datos y la generación de señal de control hacia la etapa de potencia.Ítem Texto completo enlazado Implementación de un sistema de evaluación térmica del comportamiento de incubadoras neonatales(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2011-11-08) Pizarro Pérez, Alejandro GonzaloEl presente trabajo se ha elaborado teniendo en cuenta la norma de la IEC (International Electrotecnichal Comission), que garantiza la calidad de la terapia térmica, por cuanto abarca todos los matices propios de este procedimiento. Los resultados empíricos de este trabajo deben ser verificados científicamente. El sistema implementado está conformado por un ambiente óptimo dentro del Hospital Nacional Dos de Mayo, un subsistema electrónico de medición de temperatura, y un protocolo de evaluación térmica. El ambiente óptimo es elegido por normas IEC. El subsistema electrónico es conformado por un termómetro patrón y un termómetro multicanal con software. Él protocolo de evaluación térmica, se obtuvo de estudiar el funcionamiento térmico de la incubadora, usando el ambiente óptimo del Hospital y el subsistema electrónico de medición de temperatura. El sistema de evaluación térmica implementado en el Hospital Nacional Dos de Mayo permite conocer la calidad térmica de las incubadoras neonatales, y así validar su pedido por la modalidad de reemplazo, logrando mejorar la capacidad resolutiva de la institución.Ítem Texto completo enlazado Algoritmo de control de temperatura de flujo de gases para el prototipo de equipo de soporte de vida neonatal(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2011-10-04) Villavicencio Salcedo, VerónicaEl desarrollo de este trabajo surgió por la necesidad de controlar la temperatura del flujo de gases proporcionado por el sub-sistema de ventilación pulmonar del Prototipo de Equipo de Soporte de Vida Neonatal que se viene desarrollando en la Pontificia Universidad Católica del Perú (PUCP). Este trabajo tuvo como objetivo diseñar e implementar el algoritmo de control de temperatura para dicho flujo de gases que logre mantener su temperatura en un rango de 36 °C a 37 °C con una precisión de +/- 0.5 °C. Para realizar el diseño e implementación del algoritmo de control de temperatura, primero se obtuvo el modelo matemático de la planta y luego se realizó el estudio de acciones de control proporcional (P), proporcional integrativa (PI) y proporcional integrativa derivativa (PID). Para esto se emplearon simulaciones con ayuda del software Matlab para poder determinar la acción de control más adecuada. Este trabajo incluye además, el diseño e implementación de la etapa de adquisición de datos y la etapa de acondicionamiento para el sensor de temperatura utilizado. El resultado obtenido fue la implementación del algoritmo de control en la planta, con el cual se logró mantener la temperatura del flujo de gases constante en un rango de 36 °C a 37 °C con un error de +/ - 0.3 °C, cumpliendo así con los objetivos establecidos.Ítem Texto completo enlazado Control de temperatura para la burbuja neonatal modelo 3B(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2011-10-04) Pillaca Garaundo, FredyLa necesidad de controlar la temperatura del habitáculo del prototipo de Burbuja Neonatal Modelo 3B (prototipo para realizar ensayos preclínicos) desarrollado en nuestra universidad, motivó la ejecución del presente trabajo de tesis, que consistió en diseñar e implementar el control de temperatura del habitáculo del prototipo mencionado en el rango de 25ºC a 37ºC, con un tiempo de calentamiento menor a 90 minutos y una precisión de estabilidad térmica menor a +/- 0.5 ºC, según norma IEC 60601-2-19. El diseño e implementación del control se dividieron en dos fases. En la primera fase, se realizó el control de temperatura en 4 etapas (estudio de la planta de la Burbuja Neonatal 3B; obtención de los parámetros del controlador PID; diseño e implementación del algoritmo de control en el PLC EASY 821-DC-TCX; verificación y reajuste del control de temperatura). Además en el proceso de mejorar la sintonización se encontró problemas de la electrónica. . En la segunda fase, se realizó una reingeniería de la planta: se diseñó e implementó el subsistema electrónico de la Burbuja Artificial Neonatal modelo 3B. Donde el algoritmo de control final posee 2 tipos de controles (P, PID), en un primer momento actúa el controlador proporcional (P=4) y luego actúa el controlador PID (P=2.5; I=2500; D=120); esto con el fin reducir el tiempo de subida y obtener una mejor respuesta. Finalmente el resultado posee una estabilidad térmica de +/- 0.08 ºC y un tiempo de calentamiento de 63.2 minuto. De esta manera es posible cumplir con los requerimientos de control de temperatura según la norma mencionada. Los resultados son muy importantes, pues permitirá a médicos neonatólogos realizar ensayos preclínicos.Ítem Texto completo enlazado Diseño de un sistema electrónico para los movimientos de un cañón antiaéreo a escala(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2011-09-05) Quispe Chafloque, Don HenoelEn la actualidad, con el avance tecnológico, los sistemas de defensa de las Fuerzas Armadas están evolucionando tanto es su complejidad como es su eficiencia; es por ello que en países desarrollados el control digital ha resultado ventajoso en cuanto a la precisión y control de movimientos de dichos sistemas. En nuestro país existen diversos sistemas de defensa; entre los principales se encuentran los cañones antiaéreos terrestres de la Fuerza Aérea del Perú, comúnmente llamado mecanismo de defensa tierra-aire. Hoy en día estos cañones son maniobrados de forma manual por técnicos de dicha Fuerza Armada, es por ello que requieren un control digital para sus movimientos, para obtener así un mejor desempeño del mismo: incrementando la rapidez de su movimiento, obteniendo mayor precisión en sus disparos, eliminando la manipulación directa del hombre y principalmente asegurando la integridad, independencia y soberanía de una nación. En la presente tesis se diseña un sistema electrónico para los movimientos del cañón antiaéreo, dicho sistema se realiza a una escala determinada, la cual se relacionará dependiendo de los cañones antiaéreos terrestres que adquiera la Fuerza Aérea del Perú. El diseño consta de la simulación de un cañón antiaéreo terrestre a escala; los movimientos de este son realizados por medio de motores de elevación y giro, a los que se les adicionó encoders incrementales para verificar la posición. Además se usó una cámara Web, que corrobora la posición mediante las imágenes mostradas en una computadora y a su vez se cuenta con dos velocidades adicionales para la cámara mencionada.Ítem Texto completo enlazado Diseño e implementación de un sistema de control digital con conexión a redes de datos para medición de parámetros eléctricos / Gerardo Manuel Guerrero Quichiz(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2011-05-09) Guerrero Quichiz, Gerardo ManuelEl presente proyecto de tesis busca ampliar la aplicación de la electrónica digital fusionando el área de Electricidad con la de Comunicaciones y desarrollando un Sistema de control digital basado en la tecnología del microcontrolador ATmega128 de la compañía ATMEL y del circuito integrado ADE7758 de Analog Devices, que además posea la lógica adecuada para la medición trifásica de parámetros eléctricos y permita la comunicación a redes de datos.